重庆市南开中学2020-2021学年高一物理下学期期中试题.docx

重庆市南开中学2020-2021学年高一物理下学期期中试题说明：本试卷分为第卷和第卷，其中第卷为选择题；第卷为实验题和计算题。满分120分，考试时间120分钟。第卷（选择题，共60分）一、单项选择题（以下各小题只有一个答案符合题目要求，共10小题，每题4分，共40分）1. 下列说法正确的是A牛顿利用扭秤实验装置测量出了万有引力常量，并在此基础上提出了万有引力定律B处于平衡状态的物体机械能不一定守恒C经典力学适用于微观高速运动的物体D一对相互作用力做功之和一定为零2下列关于地球的卫星和空间站，说法正确的是A卫星绕地球做匀速圆周运动过程中，受到恒力的作用B近地卫星绕地球做匀速圆周运动的速度是所有地球卫星中最小速度C在空间站内，宇航员没有受到重力的作用，处于完全失重的状态D要成功发射卫星，发射速度至少是7.9km/s3一艘绕地球飞行的宇宙飞船，经历了从轨道1轨道2轨道3的变轨过程。若轨道1为地球的近地卫星轨道，已知引力常量为G，下列说法正确的是A飞船在轨道2上运行时，飞船经过P点（近地点）时的速度小于飞船经过Q点（远地点）时的速度B飞船在轨道1上的机械能大于飞船在轨道3上的机械能C飞船在轨道2上经过P点的加速度大于飞船在轨道1上经过P点的加速度D若飞船在轨道1上运行的周期为T，则地球的平均密度为 4位于地球123光年之外的天枢是一个双星系统。如图所示,天枢A、天枢B可视为质点,它们围绕连线上O点做匀速圆周运动,且AO大于BO,不考虑其他天体的影响。下列说法正确的是A天枢A受到的向心力小于天枢B受到的的向心力B天枢A的线速度小于天枢B的线速度C天枢A和天枢B的旋转周期相同D天枢A的质量大于天枢B的质量5如图所示，M为固定在水平桌面上的有缺口的方形木块，abcd为圆周的光滑轨道,其半径为R，a为轨道的最高点，de面水平且有一定长度。今将质量为m的小球从d点正上方h高处静止释放，自由下落到d处，然后沿着切线平滑的进入圆轨道内运动，不计空气阻力，则A在时，释放后小球刚好可以运动到a点B改变h的大小，能使小球通过a点后，既可能落回轨道内，又可能落到de面上C无论怎样改变h的大小，都不可能使小球通过a点后落回轨道内D小球从d到c运动的过程中，重力的瞬时功率不断变大Oh1h2hEk6某物体在竖直方向上的拉力和重力作用下，由静止向上运动，物体的动能随位移变化的图像如图所示，已知段不为零，之后撤去了拉力F，则下列说法中正确的是A段，合力的瞬时功率为零的地方有三处B段，F先增大后减小C段，重力先做负功再做正功D在动能最大的瞬间，物体刚好上升到最高点7某星球因为自转的原因，使得同一物体在赤道的重力大小是其在两极重力大小的n倍（）.已知该星球的自转角速度为，则该星球的近地卫星角速度为 A B C D8如图所示，质量为m的木块A和质量为2m的木块B叠放在一起，B通过轻绳与质量C为2m 的木块C相连，三木块放在水平转台上随转台一起绕固定转轴OO以角速度转动，木块A、B、C与转轴OO的距离均为L。A与B间的动摩擦因数为，B、C与转台间的动摩擦因数为2。若缓慢增大，当某木块最先刚刚要发生相对运动时，绳子上产生的张力F大小是 (取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g) A0 Bmg C2mg D4mg92018年，探月工程嫦娥四号任务“鹊桥”中继卫星成功实施近月制动，进入月球至地月拉格朗日转移轨道.“鹊桥”在拉格朗日点L1、L2、L3、L4、L5时，均可以在月球与地球的共同引力作用下，几乎不消耗燃料而保持与月球同步绕地球做圆周运动。则关于“鹊桥”在这几个可能的拉格朗日点上运动状态的说法中，错误的是A“鹊桥”位于L2点时，绕地球运动的周期和月球的公转周期相等B“鹊桥”位于L3点时，“鹊桥”绕地球运动的向心加速度大于月球绕地球运动的向心加速度C“鹊桥”在L2点所受月球和地球引力的合力比在其余四个点都要大DL3和L2到地球中心的距离相等10固定在地面的斜面上开有凹槽，槽内紧挨放置六个半径均为r的相同小球，各球编号如图所示。斜面与水平轨道OA平滑连接，OA长度为6r。将六个小球由静止同时释放小球离开A点后均做平抛运动，不计一切摩擦。则在各小球运动过程中，下列说法正确的是A球1的机械能守恒B六个球离开轨道时的速度大小各不相同C球6离开轨道时的速度最小D球2在OA段机械能不断增大二、多项选择题（以下各小题中，至少有两个选项符合题目要求，全部选对得4分，漏选得2分，选错或未选得0分，共20分）11以下关于能量转换的说法，正确的是A物体受到的合力对物体做了多少功，物体就具有多少机械能B在物体的机械能减少的过程中，动能有可能是增大的C摩擦力一定对物体做负功，导致物体机械能一定减少D物体除受重力外，还受其他力，但其他力不做功，则物体的机械能一定守恒12如图所示,水平地面上有一个半球形大坑,O为球心,AB为沿水平方向的直径。若在A点以初速度v1沿AB方向向右平抛一小球甲,小球甲将击中坑内的最低点D;若在甲球抛出的同时,在C点以初速度v2沿平行BA方向向左平抛另一小球乙,也恰能击中D点。已知COD=60°,甲球质量为乙球质量的2倍,不计空气阻力,则A甲、乙两小球初速度的大小之比B在击中D点前的瞬间,重力对甲、乙两小球做功的瞬时功率之比为C逐渐增大小球甲抛出速度v1的大小,甲球可能垂直撞到坑BCD内D甲、乙两球在运动过程中，速度的变化量大小之比为2:113如图所示是游乐园里一种叫旋转飞椅的游乐设施的简单示意图已知飞椅用钢绳系着，钢绳上端的悬点固定在顶部水平转盘上的边沿处转盘绕穿过其中心的竖直轴匀速转动稳定后，每根钢绳(含飞椅及游客)与转轴在同一竖直平面内图中P、Q两位乘客悬于同一水平面高度处的圆周上，P所在钢绳的长度大于Q所在钢绳的长度，钢绳与竖直方向的夹角分别为1、2.不计钢绳的重力下列判断正确的是AP、Q两个飞椅的线速度大小相同B无论两个游客的质量关系如何，1一定大于2C如果两个游客的质量相同，则有1等于2D两个游客做圆周运动的圆心不在游乐设施中心的竖直轴上14如图所示，水平传送带以速度v1=2m/s向右匀速运动，小物体P、Q质量均为1kg，由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，t=0时刻P在传送带左端具有向右的速度v2=5m/s，P与定滑轮间的绳水平，不计定滑轮质量和摩擦。小物体P与传送带之间动摩擦因数=0.2，传送带长度L=6m，绳足够长，g=10m/s2。关于小物体P的描述正确的是A小物体P离开传送带时速度大小为m/sB小物体P在传送带上运动的时间为5sC小物体P将从传送带的左端滑下传送带D小物体P在传送带上运动的全过程中，合外力对它做的功为15如图所示，滑块A、B的质量均为m，A套在固定倾斜直杆上，倾斜直杆与水平面成45°角，B套在固定水平直杆上，两直杆分离不接触，两直杆间的距离忽略不计且杆足够长，A、B通过铰链用长度为L的刚性轻杆(初始时轻杆与水平面成30°角)连接，A、B从静止释放，B沿水平面向右运动，不计一切摩擦，滑块A、B均视为质点，重力加速度为g,在运动的过程中，下列说法正确的是A当A到达与B同一水平面时vAvBB当A到达与B同一水平面时，A的速度为 C滑块B到达最右端时，A的速度为vAD滑块B的最大动能为mgL第卷（实验题、计算题，共60分）三、实验题（共两道题，共14分）16（5分）如图所示是南开中学某实验小组学习向心力表达式之后设计的验证“做圆周运动的物体所受向心力大小与线速度关系”的实验装置。已知重庆的重力加速度为g。主要实验步骤如下：（1）用天平测出小铁球的质量m；（2）用游标卡尺测出小铁球直径D；（3）轻质细线一端与小铁球相连，另一端固定在拉力传感器上。小铁球静止时刚好位于光电门中央，用米尺量出线长L；（4）将小铁球拉到适当的高度后静止释放，测出小铁球通过光电门的时间t，小铁球经过光电门时的速度大小为 ，则此时小铁球向心力表达式F向= ；（5）读出拉力传感器示数的最大值，则此时向心力还可表示为F´向= 。17（9分） 某兴趣小组设计了如图所示的“验证机械能守恒定律”的实验，已知实验中所用的交流电频率为50Hz，重力加速度g=9.80m/s2，测得所用的重物的质量为2.00kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示。把第一个点记做O，另选连续的四个点A、B、C、D作为测量的点。经测量知道A、B、C、D四个点到O点的距离分别为19.00cm、23.02cm、27.43cm、32.23cm根据以上数据可以计算出：（1）打点计时器打下计数点C时，物体的速度vc= m/s结果保留三位有效数字)；（2）重物由O点运动到C点，重力势能的减少量= J(结果保留三位有效数字)；动能的增加量Ek J(结果保留三位有效数字；（3）通过计算，数值上 Ek (填“<”、“>”或“=”)，这是实验存在误差的必然结果，该误差产生的主要原因是 ；四、计算题（共四道大题，共46分）18（8分）体育课上某同学在踢足球时，用力将一质量为m的足球踢出，踢出去的足球做斜抛运动，足球离开脚的瞬时速度大小为v0，忽略空气阻力，重力加速度为g。求：(1)该同学踢足球时脚对足球做的功W；(2)足球离地高为h时足球的速度大小v。19.（10分） 为了温暖度过冬天，许多建筑都会在外墙做保温层，但恰恰是这层保温层，容易引起火灾某次消防救援中，质量为m=4t、额定功率为60kw的消防车在水平的道路上由静止开始以恒定的加速度启动，加速度大小为a=2m/s2，最终末速度达到最大值vm=30m/s，且以这一最大速度做匀速直线运动。已知在整个运动过程中消防车所受到的阻力大小恒定，g = 10m/s2。求：(1)消防车所受到的阻力大小f；(2)当消防车速度为v1=5m/s时，消防车的功率P；(3)当消防车速度为v2=10m/s时，求消防车的加速度a的大小。20（12分）中国的快递物流行业发展迅速。如图所示，某快递收发站需将质量m=50kg的快递（可视为质点）从高处运送至地面，为避免快递与地面发生撞击，现利用粗糙倾斜轨道SP、竖直面内弧形光滑轨道PQ，使快递由倾斜轨道顶端距底端高度h=2 m处无初速度滑下。两轨道相切于P，倾斜轨道与水平面夹角为=60º，弧形轨道半径R=2m，末端切线水平。地面上紧靠轨道依次排放两块完全相同的木板A、B，长度均为l=4 m，质量均为M=50kg，木板上表面与弧形轨道末端Q相切。快递与SP轨道之间的摩擦因数为=，快递与木板间的动摩擦因数为，地面光滑。（不考虑快递与各轨道相接处能量损失，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s2）。求：(1)快递到达弧形轨道末端时对轨道的压力；(2)若1=0.5，试判断快递能否滑上木板B？并计算快递滑上木板后与木板间产生的热能Q。21. （16分）已知构成某一弹射器的轻质弹簧原长为3l，若将弹簧竖直静止放置在水平地面上，在其顶端将一质量为6m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为l。现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与物块接触但不连接。如图所示，AB是长度为9l的水平轨道，B端与半径为l的光滑半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD竖直。物块P与AB间的动摩擦因数=0.5。用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度为l，然后放开，P开始沿轨道运动。重力加速度大小为g。求：(1)竖直弹簧压缩到长度为l时具有的弹性势能(2)若恰能滑上圆轨道最高点D点，求P的质量；(3)在B点连接半径可以变化的半圆轨道BCD，P的质量为m，若P在竖直轨道BCD上E点脱离轨道，已知E点与圆心的连线和竖直的夹角为=60°，求轨道BCD的半径R和脱离轨道后落回地面距B点的距离x。E重庆南开中学2020-2021学年第二学期高2023级期中考试物理试题答案123456789101112131415BDDCCADADCBDABABCDACDCD16（4）， ； （5）17. （1）2.292.31 ； （2）5.38，5.29或5.30； （3）>，存在空气阻力做功； 18（1）踢出去的球获得的初动能等于脚对足球做功，即（2）从踢出球位置到h高度时，由动能定理：解得：19.（1）由 得N（2）匀加速最大的速度为； 解得m/s，Nm/s<m/s，则kw（3）m/s时， 解得a=1m/s220.（1）快递从S点滑到PQ轨道的末端：对Q点： 解得N根据牛顿第三定律知快递对轨道的压力N方向竖直向下（2）由（1）知m/s 快递滑上木板后在木板上匀减速，木板在匀加速，当两者共速时： 解得：m/s， s此过程快递位移：m； 木板AB的位移：m；快递相对于木板的位移为：m<l因此，快递滑不上B木板，且共速后，快递与A、B木板一起以匀速运动。因此整个系统损失的机械能全部用于产生热量Q ; 带入解得：J21.（1） （2）恰能滑上轨道最高点D点，则 由弹簧压缩到最高点D过程分析： 解得：（3）全由弹簧压缩到E点过程分析： 在E点，重力的分力提供向心力： 解得：， 在E点脱离轨道后做斜抛运动。如图所示： 解得：， 从最高点运动到最低点过程是以为初速度的平抛运动。 则： 解得 故 ，因此最后落回地面距B点的距离为0